工人日報(bào)-中工網(wǎng)記者 張翀 通訊員 張政 實(shí)習(xí)生 汪頎偉

4月2日，廣東省交通集團(tuán)發(fā)布消息，世界最高雙層懸索橋——獅子洋大橋西索塔T20節(jié)段完成澆筑，索塔建設(shè)高度突破100米，大橋建設(shè)進(jìn)入新階段。

獅子洋大橋?yàn)楠{子洋通道項(xiàng)目關(guān)鍵控制性工程，采用主跨2180米的單跨吊雙層鋼桁梁懸索橋，建成后將創(chuàng)造雙層懸索橋“主跨跨徑、索塔塔高、錨碇基礎(chǔ)、主纜規(guī)模、車道數(shù)量”五項(xiàng)世界第一。中交二航局負(fù)責(zé)獅子洋大橋主橋西索塔施工、部分主纜架設(shè)、鋼桁梁吊裝和西高墩區(qū)引橋施工等。

大橋設(shè)東、西兩座索塔，塔高達(dá)342米，相當(dāng)于110層樓高，為鋼板-混凝土組合結(jié)構(gòu)，單個(gè)索塔自下而上由62個(gè)鋼殼節(jié)段和6道鋼橫梁構(gòu)成。按照設(shè)計(jì)要求，索塔節(jié)段安裝精度偏差需控制在1毫米內(nèi)，且鋼殼節(jié)段內(nèi)部澆筑C80高性能混凝土，對混凝土的配合比、溫度控制等有著更高要求。

面對索塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、施工高精度要求和高性能材料的應(yīng)用難題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)如何迎接挑戰(zhàn)？一起探秘獅子洋大橋建設(shè)的背后。

超級裝備加持 助力索塔施工“穩(wěn)”“快”“準(zhǔn)”

結(jié)合索塔鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體量大等特點(diǎn)，大型鋼結(jié)構(gòu)智能建造廠進(jìn)一步轉(zhuǎn)型升級，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過全自動(dòng)焊接機(jī)器人集群、BIM數(shù)字化預(yù)拼裝等技術(shù)，單個(gè)鋼殼節(jié)段在廠內(nèi)整體組裝成型，再運(yùn)至施工現(xiàn)場整體吊裝，如“搭積木”般層層向上疊加安裝。

超高橋塔、超大跨徑，獅子洋大橋?qū)Π惭b精度控制有著更為嚴(yán)格的要求。342米高的橋塔，傾斜度不超過1/3000，要求每個(gè)節(jié)段安裝偏差需控制在1毫米內(nèi)，相當(dāng)于只有米粒大小。中交二航局T8合同段副總工程師田飛介紹，項(xiàng)目部采用全球最大移動(dòng)平衡重塔式起重機(jī)R20000-720吊裝，通過北斗定位系統(tǒng)與云端控制交互技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測、偏差分析、路徑規(guī)劃決策推送，保障索塔線形精度。

R20000-720起重機(jī)屬超大型平臂塔機(jī)，采用主副塔并存的“一塔三機(jī)（主塔、副塔、升降機(jī)）”構(gòu)型，主副塔可同時(shí)吊裝，使用高效快捷。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新利用高度、重量、角度、變幅和風(fēng)速等傳感器收集大量數(shù)據(jù)反饋到司機(jī)室顯示屏，給司操人員的就位預(yù)判提供有力支撐，提高了鋼殼節(jié)段就位速度，減少了鋼殼節(jié)段在空中滯留時(shí)間，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，解決了超大型塔機(jī)在強(qiáng)風(fēng)、高濕、重載等復(fù)雜極端工況下作業(yè)的多項(xiàng)難題，讓R20000-720吊裝索塔節(jié)段時(shí)做到“大”而“穩(wěn)”的同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了“快”和“準(zhǔn)”。

此外，在每個(gè)鋼殼節(jié)段間的豎向主鋼筋連接上，項(xiàng)目采用國內(nèi)自主研發(fā)的軸向冷擠壓套筒新型工藝，即將兩根待連接鋼筋的端頭放入圓形套筒，再利用擠壓設(shè)備向內(nèi)收縮套筒，鋼筋肋部就能與筒內(nèi)凹槽緊緊咬合。相較傳統(tǒng)焊接方式，“無火”作業(yè)的新工藝能在提升工效和質(zhì)量的同時(shí)，大大地降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

C80混凝土首次在組合索塔成功應(yīng)用 智能溫控體系攻克控裂難題

“作為世界首座超2000米級的雙層懸索橋，雙層共16車道，大橋橋塔將承受超20萬噸的巨大壓力。”獅子洋通道項(xiàng)目總工程師張?zhí)平榻B，這種外殼是鋼結(jié)構(gòu)、里面填充混凝土的結(jié)構(gòu)型式，相比于傳統(tǒng)的混凝土塔，可減少塔身自重，提升整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，這也是在世界范圍內(nèi)首次將該型式應(yīng)用在雙層懸索橋上。

本次澆筑的鋼殼節(jié)段，高5.4米、重148噸，澆筑量405立方米。大橋鋼殼澆筑均采用具備高強(qiáng)、高彈高穩(wěn)健、低收縮等性能的C80混凝土，在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)該強(qiáng)度混凝土在組合索塔中成功應(yīng)用。

在大橋建設(shè)前期，C80混凝土應(yīng)用在鋼混組合索塔中業(yè)內(nèi)罕見，面臨一系列技術(shù)難題，尚無實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)借鑒。在調(diào)研國內(nèi)外相關(guān)資料基礎(chǔ)上，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)展開全面的理論及試驗(yàn)研究。

通過上千塊試驗(yàn)塊同質(zhì)環(huán)境下的數(shù)據(jù)積累分析，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對初始混凝土配合比進(jìn)行優(yōu)化，適當(dāng)減少水泥占比，同時(shí)加入一定比例的抗裂劑、流變改性劑。經(jīng)多次調(diào)試，混凝土性能及指標(biāo)均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在保證混凝土強(qiáng)度的同時(shí)，提高了其抗氯離子擴(kuò)散系數(shù)，增強(qiáng)了自身膠凝度，調(diào)配出了高性能、低水化熱、密實(shí)度更高的混凝土塊，確定了滿足要求的最優(yōu)配合比。

“建設(shè)方與我們幾家施工單位開展聯(lián)合攻關(guān)，從零突破配比、性能等難題，歷經(jīng)1年半時(shí)間完成C80專用混凝土的研制?！敝薪欢骄知{子洋T8合同段總工程師曾煒介紹，“為降低開裂風(fēng)險(xiǎn)，我們還使用自動(dòng)化噴淋系統(tǒng)，且首次在橋梁領(lǐng)域引進(jìn)風(fēng)冷骨料機(jī)，確?；炷脸鰴C(jī)溫度在21度內(nèi)?！?/p>

混凝土采取分層澆筑、分層振搗施工方法，運(yùn)輸、振搗、澆筑同樣面臨著控溫難題。通過聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，最終工程師們研發(fā)出了塔頂混凝土智能澆筑平臺(tái)。平臺(tái)采用塔吊機(jī)搭載智能封艙料斗系統(tǒng)，料斗及分料管外壁設(shè)置3個(gè)溫度傳感器，可以實(shí)時(shí)感知溫度數(shù)據(jù)。此外，分料管還設(shè)置了流量控制閥和紅外測距儀，可根據(jù)混凝土液面高度，實(shí)時(shí)調(diào)整分料管中和筒內(nèi)流量，實(shí)現(xiàn)不同傾角分料管的均勻布料，來回往復(fù)，直至混凝土澆筑完成。

“混凝土澆筑入模溫度均控制在25度以內(nèi)，C80混凝土的擴(kuò)展度、溫度變化及力學(xué)性能等13項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求?！痹鵁樋偨Y(jié)道。

目前，項(xiàng)目正有序推進(jìn)主橋獅子洋大橋主塔建設(shè)，錨碇正進(jìn)行頂板施工，計(jì)劃年內(nèi)實(shí)現(xiàn)主塔塔高突破200米、錨碇完成錨體施工70%；引橋工程已轉(zhuǎn)入上部結(jié)構(gòu)施工階段。

獅子洋通道為連接珠江東西兩岸的超大型跨海多層復(fù)合公路通道工程，全長約35公里，起于廣州市南沙區(qū)大崗鎮(zhèn)，終于東莞市虎門鎮(zhèn)，包含跨江主橋和兩岸引線工程，建成后將為粵港澳大灣區(qū)融合發(fā)展開辟新的重要通道，對推進(jìn)大灣區(qū)一體化高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

來源：工人日報(bào)客戶端